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화염 열원을 이용한 선박용 강판의 2차원 성형에 관한 연구 = A study on two-dimensional forming of ship-hull plate using flame heat source
서명 / 저자 화염 열원을 이용한 선박용 강판의 2차원 성형에 관한 연구 = A study on two-dimensional forming of ship-hull plate using flame heat source / 성우제.
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2008].
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초록정보

It has been well documented that the plate forming plays an important role in shipbuilding process. In shipyard, line heating is one of the major processes carried out by skilled workers to form plates in various shapes. Since it depends upon their experiences, there are much variation among workers and difficulties to communicate the know-how of heating plan with each other. Hence, it is essential to develop automation system to increase hull-forming productivity. For automated plate forming, it is required to know where to heat and how much to heat. So the information about material property of the plate, geometrical shape, and variation of shapes under various parameters are prerequisites for the automation. There have been many experimental studies on line heating as an effort to obtain this information. However, the cases of solving inverse problem, a method of generating process information inversely from geometrical information of target shapes, have rarely been reported. Therefore in this study, inverse problem was dealt systemically and especially the relation between bending angle and curvature at deformed zone was investigated. Then solutions of inverse problem considering this relation were developed and applied to the two dimensional plate forming. The resulting shape of formed plate agreed well with target shapes. The same geometrical approaches can be used for three dimensional plate forming for further study. In addition to the empirical study, numerical analysis has been carried out. The purpose of numerical analysis is not only to investigate the effect of the heat transfer and mechanical characteristics on the plate forming but also to acquire more accurate process data. First of all, flame parameters were approximated according to response surface methodology analysis through numerical method and a double Gaussian heat source was modeled. The results of numerical analysis with this model showed good agreement compared with experimental results. For further study, suggested heat source model can be used for analysis of 3-D forming as well as correction of welding distortion.

선각을 제조하기 위한 강판의 곡가공(plate forming)은 건조 공정에서 상당히 중요한 위치를 차지하고 있다. 현장에서는 숙련공들이 직접 선상가열법을 통해 강판을 가공하고 있다. 그들의 경험에 의존한 가공공정은 서로간의 의사소통과 기술전수에 있어서 여러 문제점이 있다. 따라서 이러한 선박용 판재의 보다 효율적이고 질 좋은 생산을 위해 자동화 시스템이 요구된다. 자동화를 위한 단계로 먼저 어디를 얼마나 가열할지를 결정해야 한다. 즉 재료의 물성과 기하학적인 형상뿐만 아니라 각 공정변수에 따른 형상의 변화에 대한 정보를 확보해야 한다. 선상가열을 이용한 공정변수에 따른 형상 변화에 관한 연구가 많이 진행되어 왔다. 하지만 역으로 목적형상으로부터 공정변수를 추출하는 과정에 관한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 역함수를 보다 기하학적인 접근을 통해 해결하였으며 특히 선상가열시 고려되는 변형된 부위에서의 곡률반경과 성형각과의 상관관계를 고려하였다. 또한 이러한 관계를 이용하여 2차원 역함수 해법을 제시하였다. 이와 같은 기하학적 접근법은 차후 3차원 성형에 이용될 것이다. 실험적 연구와 함께 성형공정에 있어 열전달 및 변형특성의 영향을 알아보고 보다 정확한 공정변수를 도출하기 위한 절차로 유한요소법을 통해 열탄소성 해석을 수행하였다. 이에 앞서 열원 모델을 성립하기 위해 반응표면 분석법을 통해 화염변수를 획득하였고 이중 가우시안 모델에 적용하였다. 해석결과와 실험결과가 유사한 경향을 보였으며 차후 이러한 열원 모델은 3차원 성형 및 용접변형 교정에 적용될 것이다."

서지기타정보

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청구기호 {MME 08013
형태사항 vi, 100 p. : 삽도 ; 26 cm
언어 한국어
일반주기 저자명의 영문표기 : Woo-Jae Seong
지도교수의 한글표기 : 나석주
지도교수의 영문표기 : Na, Suck-Joo
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 기계공학전공,
서지주기 참고문헌 : p. 98-100
주제 plate forming;line heating;ship hull;flame;automation
곡가공;선상가열;선각;화염;자동화
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